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第22部分(第3/4 页)

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给出了圆满的解释。

实际上,按照这一新思想,所有的化学现象都可以重新加以估价,而鲍林在30年代早期从事的正是这一宏图大业。通过把自己的共振理论运用到各类化学键问题上,并根据已知的键长和键强的经验数据修正自己的理论结果,鲍林写出了一系列论文,把化学引向了一条新的道路。

鲍林的知名度随着每一篇论文的发表而增长着。1932年春天,他接受了斯莱特的邀请,以访问教授的身份到麻省理工学院讲学一学期,而把再过3个月就要临产的爱娃留在了帕萨迪纳,这是爱娃第三次怀孕。他在东部访问期间,马不停蹄,不管是在讲座上,还是在餐桌上,不断地向哈佛一麻省理工学院化学界的一些重要人物灌输他的新思想。在和加州理工学院的一位同事唐·尤斯特共同设计出一种估算单纯共价键理论强度的体系后,鲍林一直在思考估算分子中离子键和分子键相对强度的方法。在掌握了新的数字之后,鲍林就可以把自己从理论上推出的数字与不同元素结合成化合物时的实际状态加以比较。化学键的实际强度总大于理论预测——鲍林认为,增加的能量来自于离子键共振所产生的稳定效果。这种差异越大,化学键的离子性就越大,两个元素吸引电子能力的差别就越大。运用这一体系,就可以回答一些以前悬而未决的问题,如盐酸HCl是离子的,还是共价的——鲍林发现两者兼而有之,比例为20:80。

鲍林在坎布里奇的另一个成果应该归功于生物学。鲍林在加州理工学院时就坚持参加生物学讨论会。他看到,遗传学家通过测量两个独立的特性同时遗传的频率来定出基因在染色体上的位置:两个基因的位置越近,在遗传时联系在一起的机会就越大,这使他兴趣盎然。鲍林借助这一定位的思想来创建他自己关于元素对之间关系的标尺。根据他的计算,如果两个原子之间化学键的离子性越强,它们吸引电子能力的差异就越大,在他的标尺上分得就越开。比如说氟——对电子吸引力最大的一种元素——就在标尺的尽头。锂则在另一头。这两种元素形成的化合物,氟化锂的化学键几乎是百分之百的离子键。碘在鲍林的标尺上处于中游的位置,因此碘化锂的化学键具有较强的共价性。在比较了一些这样的元素对后,就能够定出一种相对的特性,他称之为电负性,并给不同的元素赋予不同的值。反过来,这些值又可以用来为许多分子预测化学键的类型和强度,包括那些尚没有获得实验数据的分子。在麻省理工学院讲课期间,他把这一思想写成了一篇论文,成为“化学键的本质”系列中的又一力作。完成之后没过几天,他匆匆登上返回帕萨迪纳的火车,在5月30日赶到家中。第二天,他的女儿琳达·海伦就出世了。

鲍林的电负性标尺是他提出的理论基础最不扎实然而却最具影响力的思想之一。它与严密的量子力学距离甚远,但是很容易被化学家所理解。他们觉得用它来解决实际问题非常实用。在他的表格中比较两个元素的电负性,即使对波函数一窍不通的研究人员也可以大致地预测元素之间化学键的性质。这一标尺很快地得到了推广和运用。鲍林将经验数据与量子力学的思想融会贯通、互相匹配的做法充满了想象力,但是却相当危险。每朝前迈一步,他都要新增加几个假设,离已被接受的理论的坚实地基就越远。多年以后,批评家会对他这一方法的合理性进行猛烈的抨击,使他难以招架,不过现在他做的每一件事情都非常成功。

不过,也有美中不足的地方。鲍林作了一个大胆的假设,认为氟的电负性非常高,甚至可以和氙这样的惰性气体形成化合物。任何一种情性气体都被认为是不会发生化学反应的,创造一种氙的化合物可以说是创造了历史。需要用实验来证明他的预测。纯氙非常罕见,不过鲍林设法从一位同事那里拿到了一些交给尤斯特。尤斯特在整个1933年的夏天都在寻找鲍林预测的化合物,但是一无所获——这一失败让鲍林感到颇有些疑惑和难堪。我们不能确定尤斯特没能找到鲍林寻找的化合物的原因。然而30年之后,另一个研究小组合成了鲍林预测的氙化合物,轰动了全球。

鲍林运用他的共振思想解决了有机化学中一个最古老的问题,从而使这种理论威名远扬了。

苯一直是一个谜。它含有6个碳原子和6个氢原子,但是苯分子的结构一直令人难以琢磨。在1932年和1933年之交的冬天,鲍林和他的学生乔治·韦兰德着手以共振的概念来解决这一问题。到了春天,他们完成了一篇论文,也就是鲍林化学键论文系列的第五篇文章,其中苯被描述为在5种极端结构或“

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